(57)【要約】  【課題】  振動型リニアアクチュエータを用いた像振れ補正装置において、アクチュエータやレンズ保持部材を効率良くレイアウトして小型化を図る。  【解決手段】  振れ補正装置は、ベース部材１と、該ベース部材により、光軸に略直交する方向のうち第１の方向にガイドされる可動部材１０と、レンズ２を保持し、該可動部材により光軸に略直交する方向のうち第１の方向とは異なる第２の方向にガイドされるレンズ保持部材３とを有する。また、ベース部材に取り付けられ、可動部材に接触して振動を発生することにより該可動部材を第１の方向に駆動する第１の振動型リニアアクチュエータ９と、レンズ保持部材に取り付けられ、可動部材に接触して振動を発生することによりレンズ保持部材を可動部材に対して第２の方向に駆動する第２の振動型リニアアクチュエータ８を有する。【選択図】  図１
2007025164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材により、光軸に略直交する方向のうち第１の方向にガイドされる可動部材と、
レンズを保持し、前記可動部材により、光軸に略直交する方向のうち前記第１の方向とは異なる第２の方向にガイドされるレンズ保持部材と、
前記ベース部材に取り付けられ、前記可動部材に接触して振動を発生することにより該可動部材を前記第１の方向に駆動する第１の振動型リニアアクチュエータと、
前記レンズ保持部材に取り付けられ、前記可動部材に接触して振動を発生することにより前記レンズ保持部材を前記可動部材に対して前記第２の方向に駆動する第２の振動型リニアアクチュエータとを有することを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記可動部材は、前記第１の方向に延びて前記第１の振動型リニアアクチュエータが接触する第１の軸部と、該第１の軸部の一端から前記第２の方向に延び、前記第２の振動型リニアアクチュエータが接触する第２の軸部とを有することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記ベース部材における前記可動部材を前記第１の方向にガイドする第１のガイド部に取り付けられ、前記可動部材を前記第１の振動型リニアアクチュエータに向けて付勢する第１の付勢部材と、
前記レンズ保持部材における前記可動部材によりガイドされる第２のガイド部に取り付けられ、前記可動部材を前記第２の振動型リニアアクチュエータに向けて付勢する第２の付勢部材とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記ベース部材と、前記可動部材と、前記レンズ保持部材におけるレンズ固定部以外の部分は、光軸方向視において、光軸を中心とした２７０度以下の範囲内に収まるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の像振れ補正装置を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置や交換レンズ等の光学機器に搭載される像振れ補正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学機器には、撮影者の手振れ等に像振れを抑えるために、振れを検出し、その検出結果に応じて補正レンズを光軸直交方向等、光軸を偏心させる方向に変位させる像振れ補正装置が搭載されていることが多い。
【０００３】
このような像振れ補正装置において、補正レンズを駆動するアクチュエータとしては、ボイスコイル、ヨークおよびマグネットからなるボイスコイルタイプが一般に用いられている。
【０００４】
また、特許文献１には、振れ補正アクチュエータとして、振動型リニアアクチュエータを採用した像振れ補正装置が提案されている。この装置では、例えば、ピッチ方向駆動用の振動型リニアアクチュエータを装置のベース部材である固定枠に設け、該アクチュエータによって、補正レンズをヨー方向に移動可能に保持する移動枠をピッチ方向に駆動する。また、移動枠にはヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータが取り付けられ、該アクチュエータによって補正レンズをヨー方向に駆動する。
【０００５】
前述したボイスコイルタイプのアクチュエータでは、該アクチュエータへの給電を停止すると、補正レンズ（レンズ保持枠）を撮影光学系の光軸上に保持しておくことができないため、非給電状態で補正レンズを保持する機構が必要となる。この点、振動型リニアアクチュエータを用いれば、給電を停止しても補正レンズをアクチュエータとの間の摩擦によって保持できるため、上記のような保持機構が不要となり、その分、振れ補正装置を小型化できるというメリットがある。
【０００６】
なお、振動型リニアアクチュエータは、電気−機械エネルギ変換素子（圧電素子）に電気信号を印加することにより該変換素子が取り付けられた弾性体に振動を励起し、該弾性体に接触する接触部材との間に直線方向の駆動力を発生するものである。振動型リニアアクチュエータとしては、特許文献１にて開示されているように、圧電素子の伸縮によって軸方向に振動する駆動ロッドに移動部材を摩擦結合させて該移動部材を直進駆動するものがある。また、特許文献２にて開示されているように、２つの振動モードの合成によって運動抽出体に楕円運動を形成させることで直進力を発生するタイプのものがある。
【特許文献１】特開平１０−２５４０１２号公報（段落００２１〜００２４、図１等）
【特許文献２】特許第３４０６９４８号公報（段落００２４〜００２６、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１にて提案の像振れ補正装置では、例えばヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータが移動枠に設けられるため、移動枠には、補正レンズをヨー方向にガイドするガイド部と、ヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータを保持する保持部とが必要となる。ここで、特許文献１の像振れ補正装置では、移動枠に光束を通過させるための開口を形成し、該開口を挟んで対向する位置に上記ガイド部とヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータとを配置している。したがって、移動枠自体が大型の部品となり、振れ補正装置の小型化を図ることが難しい。
【０００８】
また、特許文献１の像振れ補正装置では、ピッチ方向駆動用のアクチュエータが設けられた固定枠と、補正レンズを保持するレンズ保持枠と、ヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータが設けられた大型の移動枠とを光軸方向に重ねて配置している。したがって、像振れ補正装置の光軸方向の厚みが大きくなり、この結果、これを搭載する光学機器の小型化を妨げる。
【０００９】
本発明は、振動型リニアアクチュエータを用いた像振れ補正装置であって、該アクチュエータやレンズ保持部材を効率良くレイアウトすることができ、小型化が図れる像振れ補正装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての振れ補正装置は、ベース部材と、該ベース部材により、光軸に略直交する方向のうち第１の方向にガイドされる可動部材と、レンズを保持し、該可動部材により光軸に略直交する方向のうち第１の方向とは異なる第２の方向にガイドされるレンズ保持部材とを有する。さらに、ベース部材に取り付けられ、可動部材に接触して振動を発生することにより該可動部材を第１の方向に駆動する第１の振動型リニアアクチュエータと、レンズ保持部材に取り付けられ、可動部材に接触して振動を発生することによりレンズ保持部材を可動部材に対して第２の方向に駆動する第２の振動型リニアアクチュエータとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、可動部材は、ベース部材に対してレンズ保持部材を２方向にガイドする機能と、第１および第２の振動型リニアアクチュエータの双方が接触して駆動力を発生するための接触部材としての機能とを併せ持つ。このため、可動部材以外に、レンズ保持部材をガイドするための専用の部材又は接触部材としての専用の部材が不要となる。このため、該可動部材をはじめとして、振動型リニアアクチュエータやレンズ保持部材の配置自由度や設計自由度が高くなり、像振れ補正装置の小型化を容易に実現できる。
【００１２】
しかも、可動部材を、例えば第１の軸部と該第１の軸部の一端から延びる第２の軸部とを有するＬ字型の軸部材といったコンパクトな部品として形成することも可能となるため、振れ補正装置の小型化、特に光軸方向における薄型化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図７には、本発明の実施例１である像振れ補正装置の構成を示している。図１は、該像振れ補正装置を正面側から見たときの分解斜視図、図２は該像振れ補正装置を背面側から見たときの分解斜視図である。図３は該像振れ補正装置の正面図、図４は図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図５は該像振れ補正装置におけるピッチ方向の駆動部品の配置を表した正面図、図６は該像振れ補正装置におけるヨー方向の駆動部品の配置を表した背面図である。さらに、図７は該像振れ補正装置のヨー方向の駆動部品の配置を表した背面図である。
【００１５】
これらの図において、１はレンズ鏡筒（図８参照）内に本像振れ補正装置を固定するための固定枠であり、本像振れ補正装置のベース部材である。固定枠１において、１ａは後述するピッチ方向駆動用の振動型リニアアクチュエータ９が配置される凹形状部である。１ｂは後述する可動部材であるガイド軸１０のピッチ方向軸部１０ｂに係合して、該ガイド軸１０をピッチ方向Ｐに移動可能にガイドし、かつガイド軸１０のヨー方向Ｙへの移動を阻止するピッチ方向ガイド部である。１ｃは後述するコロ１６を固定枠１に対して取り付けるためのコロ座であり、固定枠１の外周における周方向３箇所にほぼ等間隔で設けられている。
【００１６】
２は補正レンズユニットであり、１又は複数枚のレンズ素子によって構成されている。３は補正レンズユニット２を保持するレンズ保持枠である。レンズ保持枠３において、３ａは後述するヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータ８が配置される凹形状部である。３ｂはガイド軸１０のヨー方向軸部１０ａとの係合によってヨー方向にガイドされ、ピッチ方向Ｐへの移動が阻止されるヨー方向ガイド部である。
【００１７】
４は２つの振動型リニアアクチュエータ８，９の駆動を制御する駆動回路基板である。５は後述するＩＲＥＤ（赤外発光素子）１３から投射された赤外光を受光し、レンズ保持枠３のピッチ方向Ｐの位置を検出するためのＰＳＤ（位置検出素子）である。６は後述するＩＲＥＤ（赤外発光素子）１４から投射された赤外光を受光し、レンズ保持枠３のヨー方向Ｙの位置を検出するためのＰＳＤ（位置検出素子）である。
【００１８】
７はＩＲＥＤ（赤外発光素子）１３，１４および振動型リニアアクチュエータ８，９に給電するためのフレキシブルプリント基板であり、駆動回路基板４に接続されている。
【００１９】
ヨー方向駆動用の振動型リニアアクチュエータ（以下、単にヨー方向リニアアクチュエータという）８は、レンズ保持枠３に形成された凹形状部３ａ内に収容されてレンズ保持枠３に固定される。また、ピッチ方向駆動用の振動型リニアアクチュエータ（以下、単にヨー方向リニアアクチュエータという）９は、固定枠１に形成された凹形状部１ａ内に収容されて固定枠１に固定される。
【００２０】
ガイド軸１０は、ピッチ方向Ｐに延びるピッチ方向軸部１０ｂと、該ピッチ方向軸部１０ｂの上端からヨー方向Ｙに延びるヨー方向軸部１０ａとを有する全体として略Ｌ字形状の部材である。ガイド軸１０は、金属の角柱軸形状の部材をＬ字型に折り曲げて製作される。ガイド軸１０は、ピッチ方向軸部１０ｂにおいて固定枠１のピッチ方向ガイド部１ｂによってピッチ方向に直進ガイドされる。また、ガイド軸１０は、ヨー方向軸部１０ａがヨー方向ガイド部３ｂに係合することによって、レンズ保持枠３をヨー方向に直進ガイドする。
【００２１】
１１，１２は付勢バネである。付勢バネ１１は、略Ｕ字形状の部材であり、ガイド軸１０のヨー方向軸部１０ａを囲い込むように、その二股の部分がレンズ保持枠３のヨー方向ガイド部３ｂに取り付けられる。そして、付勢バネ１１に設けられたバネ片部１１ａによって、ガイド軸１０（ヨー方向軸部１０ａ）をヨー方向リニアアクチュエータ８に向けて付勢し、該ヨー方向リニアアクチュエータ８の駆動突起８ａに圧接させる。
【００２２】
ここで、本実施例では、ヨー方向およびピッチ方向リニアアクチュエータ８，９として、特許文献２に開示されているように、２つの振動モードの合成によって運動抽出体（本実施例では駆動突起という）８ａ，９ａに楕円運動を形成して直進力を発生するタイプのものを用いる。但し、本発明において用いられる振動型リニアアクチュエータの形態および駆動方式としては、これに限られない。
【００２３】
一方、付勢バネ１２も、略Ｕ字形状の部材であり、ガイド軸１０のピッチ方向軸部１０ｂを囲い込むように、その二股の部分が固定枠１のピッチ方向ガイド部１ｂに取り付けられる。そして、付勢バネ１２に設けられたバネ片部１２ａによって、ガイド軸１０（ピッチ方向軸部１０ｂ）をピッチ方向リニアアクチュエータ９に向けて付勢し、該ピッチ方向リニアアクチュエータ９の駆動突起９ａに圧接させる。
【００２４】
これら付勢バネ１１，１２の付勢力により、各リニアアクチュエータとガイド軸１０との間に、駆動力を発生するのに必要な摩擦力が発生する。
【００２５】
しかも、付勢バネ１１，１２を上記のように形成することによって、各付勢バネは、固定枠１とガイド軸１０、およびガイド軸１０とレンズ保持枠３をそれぞれ光軸方向において相互に連結するように保持する機能も有する。このため、付勢バネ１１，１２以外に固定枠１とレンズ保持枠３とを光軸方向にて連結する構成が不要となる。したがって、装置の構成を簡略化することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
ＩＲＥＤ１３は、前述したようにレンズ保持枠３のピッチ方向の位置を検出するための赤外光（スポット光）を、駆動回路基板４に配置されたＰＳＤ５に向けて照射する。また、ＩＲＥＤ１４は、レンズ保持枠３のヨー方向の位置を検出するための赤外光を、駆動回路基板４に配置されたＰＳＤ６にスポット光を照射する。これらのＩＲＥＤ１３，１４は、レンズ保持枠３に固定されている。
【００２７】
１５は駆動回路基板４を固定枠１に取り付けるためのビスである。さらに、１６は該像振れ補正装置をユニットとしてレンズ鏡筒に保持させるためコロである。該コロ１６は、固定枠１のコロ座１ｃにビス１７を用いて取り付けられる。
【００２８】
このように構成された像振れ補正装置において、ピッチ方向リニアアクチュエータ９に対して駆動回路基板４からの駆動信号が印加されると、ピッチ方向リニアアクチュエータ９は、可動スライダとしてのガイド軸１０のピッチ方向軸部１０ｂに駆動力を与え、該ガイド軸１０をピッチ方向Ｐに駆動する。このとき、ガイド軸１０のヨー方向軸部１０ａにはレンズ保持枠３のヨー方向ガイド部３ｂがピッチ方向移動が阻止された状態で係合しているため、レンズ保持枠３はガイド軸１０とともにピッチ方向に駆動される。
【００２９】
また、ヨー方向リニアアクチュエータ８に対して駆動回路基板４からの駆動信号が印加されると、ヨー方向リニアアクチュエータ８は、ガイド軸１０のヨー方向軸部１０ａとの間に駆動力を発生する。但し、ガイド軸１０は、固定枠１のピッチ方向ガイド部１ｂによってヨー方向の移動が阻止されている。つまり、この場合、ガイド軸１０は固定スライダとして機能する。このため、ヨー方向リニアアクチュエータ８およびこれを保持するレンズ保持枠３は、ヨー方向軸部１０ａから受ける上記駆動力の反力によってヨー方向Ｙに駆動される。このようにして、レンズ保持枠３、つまりは補正レンズユニット２は、光軸に略直交する面内でピッチ方向およびヨー方向に駆動される。
【００３０】
なお、レンズ保持枠３は、固定枠１に対してピッチ方向にのみガイドされるガイド軸１０のヨー方向軸部１０ａとヨー方向ガイド部１０ｂとの係合によって、固定枠１に対して光軸に略直交する面内で回転することなく、ピッチ方向およびヨー方向に移動することができる。
【００３１】
また、レンズ保持枠３は、２つのリニアアクチュエータ８，９と、これにガイド軸１０を押圧接触させる付勢バネ１１，１２とにより、光軸方向において位置決めされるため、光軸に対して傾くことなく光軸に略直交する面内で移動することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施例におけるガイド軸１０は、固定枠１に対してレンズ保持枠３を２方向にガイドする機能を有し、さらに、ヨー方向およびピッチ方向リニアアクチュエータ８，９の双方が接触して駆動力を発生するための接触部材（スライダ）としても機能する。このため、ガイド軸１０以外にレンズ保持枠３をガイドするための専用の部材又はスライダとしての専用の部材が不要となる。しかも、ガイド軸１０は、Ｌ字型の軸部材というコンパクトな部品である。したがって、このガイド軸１０や、各リニアアクチュエータ、レンズ保持枠３の配置自由度や設計自由度が高くなり、像振れ補正装置の小型化が容易となる。
【００３３】
例えば、本実施例では、図３に示すように、固定枠１、ガイド軸１０、レンズ保持枠３のうちレンズ２が収容保持される筒部３ｃ以外の部分、および駆動回路基板４は、光軸方向視において、光軸ＡＸＬを中心とした２７０度以下の範囲内に収まるように構成されている。これにより、光軸ＡＸＬを中心とした９０度以上の範囲に、該装置の光軸方向に延びる空きスペースを作り出すことができる。したがって、この像振れ補正装置をレンズ鏡筒内に搭載した場合に、鏡筒内壁との間に大きな空間を形成することができ、この空間にレンズ鏡筒内における像振れ補正装置以外の機械的構造やレンズ、絞り駆動用のアクチュエータ等を配置することができる。このため、レンズ鏡筒全体の小型化にも大きく貢献することができる。
【００３４】
さらに、前述したようにガイド軸１０がＬ字型の軸部材というコンパクトな部品であることから、図４に示すように、ガイド軸１０を固定枠１とレンズ保持枠３との間で両側から振動型リニアアクチュエータを接触させる構成を採っても、像振れ補正装置の光軸方向の厚みを小さくすることができる。このことによっても、レンズ鏡筒の小型化に寄与することができる。
【００３５】
図７には、本実施例の像振れ補正装置を搭載した光学機器であるビデオカメラを示している。
【００３６】
２００はビデオカメラ本体であり、２００ａはレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒２００ａの内部には、撮影光学系が収容されている。撮影光学系は、被写体側（図の左側）から順に、フロントレンズユニット２０１、変倍レンズユニット２０２、絞りユニット２０３、像振れ補正装置２０４およびフォーカスレンズ２０５が配置されている。変倍レンズユニット２０２およびフォーカスレンズユニット２０５はそれぞれ、不図示のアクチュエータによって光軸方向に駆動されて変倍およびフォーカシングを行う。絞りユニット２０３は、不図示のアクチュエータによって絞り羽根が開閉方向に駆動されることにより、光量を調節する。像振れ補正装置２０４には、図１〜図６に示した補正レンズユニット２が配置されている。
【００３７】
２０６はＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子であり、撮影光学系によって形成された被写体像を光電変換する。撮像素子２０６からの出力信号に対して画像処理回路２０７で各種処理が行われ、映像信号が生成される。映像信号は、不図示の電子ビューファインダに表示されたり、半導体メモリ、光ディスク、磁気テープ等の記録媒体に記録されたりする。
【００３８】
図８には、上記ビデオカメラにおける本実施例の像振れ補正装置を制御する回路の構成を示している。ピッチ方向およびヨー方向の角速度センサ１０１，１０２は、ビデオカメラに加わった手振れ等による回転振れを検出し、検出信号をマイクロコンピュータ１００に入力する。また、ピッチ方向およびヨー方向の位置検出センサ１０８，１０９は、上記実施例で説明したＩＲＥＤ１３，１４とＰＳＤ５，６からなり、補正レンズユニット２（レンズ保持枠３）のピッチ方向およびヨー方向の位置を検出する。位置検出信号は、マイクロコンピュータ１００に入力される。
【００３９】
マイクロコンピュータ１００は、角速度センサ１０１，１０２から振れに応じた検出信号が入力されると、その振れによって生じる像振れを打ち消すために必要な補正レンズユニット２のピッチ方向およびヨー方向の駆動目標位置を算出する。そして、マイクロコンピュータ１００は、ピッチ方向およびヨー方向駆動回路１０３，１０４を介してピッチ方向リニアアクチュエータ９およびヨー方向リニアアクチュエータ８に駆動信号を供給する。これにより、位置検出センサ１０８，１０９によって補正レンズユニット２が目標位置に駆動されたことが検出されるまで補正レンズユニット２を駆動する。このようにして、手振れ等の振動に起因した像振れを高精度に補正することができる。
【００４０】
なお、本実施例では、ガイド軸１０をＬ字型の角柱軸として構成した場合について説明したが、本発明における可動部材の形態はこれに限られない。レンズ保持枠を光軸直交面内で回転させないように保持しながら、ヨー方向とピッチ方向にガイドできるものであればよい。
【００４１】
また、本発明は、上述したビデオカメラに限らず、一眼レフデジタルカメラやビデオカメラ用の交換レンズおよびレンズ一体型のデジタルスチルカメラ等の他の光学機器に搭載される像振れ補正装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１であるで像振れ補正装置を正面側から見たときの分解斜視図。
【図２】実施例１の像振れ補正装置を背面側から見たときの分解斜視図。
【図３】実施例１の像振れ補正装置の正面図。
【図４】実施例１の像振れ補正装置を図３中のＡ−Ａ線で切断したときの断面図。
【図５】実施例１の像振れ補正装置においてピッチ方向の駆動部品を示した正面図。
【図６】実施例１の像振れ補正装置においてヨー方向の駆動部品を示した正面図。
【図７】実施例１の像振れ補正装置を搭載したビデオカメラの概略図。
【図８】実施例１の像振れ補正装置の制御回路を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
１  固定枠
１ｂ  ピッチ方向ガイド部
２  補正レンズユニット
３  レンズ保持枠
３ｂ  ヨー方向ガイド部
４  駆動回路基板
５，６  ＰＳＤ
８  ヨー方向駆動用振動型リニアアクチュエータ
９  ピッチ方向駆動用振動型リニアアクチュエータ
１０  ガイド軸
１０ａ  ヨー方向軸部
１０ｂ  ピッチ方向軸部
１１，１２  付勢バネ
１３，１４  ＩＲＥＤ
【図１】
2007025164.tif 000003
【図２】
2007025164.tif 000004
【図３】
2007025164.tif 000005
【図４】
2007025164.tif 000006
【図５】
2007025164.tif 000007
【図６】
2007025164.tif 000008
【図７】
2007025164.tif 000009
【図８】
2007025164.tif 000010